能量路由器的交流端口及能量路由器制造技术

本公开公开了一种能量路由器的交流端口及能量路由器，属于电能存储领域。包括逆变电路、谐波电流抑制电路和谐波电流控制电路；谐波电流抑制电路包括第一开关器件、第二开关器件、电感和电容，第一开关器件和第二开关器件串联之后与直流母线并联，电感和电容串联之后与第二开关器件并联；谐波电流控制电路包括依次连接的第一减法器、第一比例积分控制器、第一正弦脉宽调制器和第一反相器，第一减法器的两个输入端分别接入谐波电流抑制电路的输入电流、以及谐波电流抑制电路的输入电流中的谐波电流，第一正弦脉宽调制器的输出端与第一开关器件的控制端连接，第一反相器的输出端与第二开关器件的控制端连接。本公开对直流母线无谐波影响。

AC port and energy router of energy router

【技术实现步骤摘要】
能量路由器的交流端口及能量路由器
本公开涉及电能存储领域，特别涉及一种能量路由器的交流端口。
技术介绍
随着能源危机的日趋严重和供电可靠性要求的日益增高，多能源互联技术成为世界各国的研究焦点。虽然对能源互联网还没有统一公认的定义，但各种能源互联网概念的目标基本一致，即实现能源生产清洁替代、能源消费电能替代，从而实现能源共享和高效利用。能量路由器可以实现不同能源载体的输入、输出、转换、存储，是能源互联网的核心装置。能量路由器的端口用于供能装置与用能装置的接入，由电力电子变流器组成，具有高功率密度、容易实现模块化设计、既易于拆装又易于扩展供电容量的特点。随着直流分布式电源的发展、以及储能装置和直流负荷的接入，能量路由器一般采用直流母线方式实现。这种能量路由器的结构简单，而且新能源发电、储能、负荷都只需一级变换即可并入母线，可以节省大量变流器、减少经费、降低损耗、提高可靠性。在采用直流母线方式的能量路由器中，交流电源的接入采用交流端口。而基于三相半桥逆变电路的交流逆变器是能量路由器常用的交流端口，可接入交流电网、柴油发电机、风力发电等交流电源。在实现本公开的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：采用直流母线方式的能量路由器中接入了不同的负载，负载产生的电流谐波会进入直流母线从而影响到其它负载。
技术实现思路
本公开实施例提供了一种能量路由器的交流端口，可以减小甚至避免负载产生的电流谐波进入直流母线。所述技术方案如下：第一方面，本公开实施例提供了一种能量路由器的交流端口，所述交流端口包括单相逆变器模块，所述单相逆变器模块包括逆变电路、谐波电流抑制电路和谐波电流控制电路；所述逆变电路的输入端与直流母线连接，所述逆变电路的输出端与三相交流端口连接；所述谐波电流抑制电路包括第一开关器件、第二开关器件、电感和电容，所述第一开关器件的第一端与所述直流母线的正极连接，所述第一开关器件的第二端与所述第二开关器件的第一端连接，所述第二开关器件的第二端与所述直流母线的负极连接，所述电感的第一端与所述第一开关器件的第二端连接，所述电感的第二端与所述电容的第一端连接，所述电容的第二端与所述第二开关器件的第二端连接；所述谐波电流控制电路包括依次连接的第一减法器、第一比例积分控制器、第一正弦脉宽调制器和第一反相器，所述第一减法器的两个输入端分别接入所述谐波电流抑制电路的输入电流、以及所述谐波电流抑制电路的输入电流中的谐波电流，所述第一正弦脉宽调制器的输出端与所述第一开关器件的控制端连接，所述第一反相器的输出端与所述第二开关器件的控制端连接。在本公开实施例一种可能的实现方式中，所述逆变电路包括第三开关器件、第四开关器件、第五开关器件和第六开关器件，所述第三开关器件的第一端和所述第五开关器件的第一端与所述直流母线的正极连接，所述第四开关器件的第二端和所述第六开关器件的第二端与所述直流母线的负极连接，所述第三开关器件的第二端与所述第四开关器件的第一端连接，所述第五开关器件的第二端与所述第六开关器件的第一端连接，所述第三开关器件的第二端和所述第五开关器件的第二端与三相交流端口通过耦合电感连接。可选地，所述逆变电路还包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述第一二极管的正极与所述第三开关器件的第二端连接，所述第一二极管的负极与所述第三开关器件的第一端连接，所述第二二极管的正极与所述第四开关器件的第二端连接，所述第二二极管的负极与所述第四开关器件的第二端连接，所述第三二极管的正极与所述第五开关器件的第二端连接，所述第三二极管的负极与所述第五开关器件的第一端连接，所述第四二极管的正极与所述第六开关器件的第二端连接，所述第四二极管的负极与所述第六开关器件的第一端连接。可选地，所述单相逆变器模块还包括逆变控制电路，所述逆变控制电路包括依次连接的第二减法器、第二比例积分控制器、第二正弦脉宽调制器和第二反相器，所述第二减法器的两个输入端分别接入所述单相逆变器模块的输出电压、以及所述单相逆变器模块的设定电压，所述第二正弦脉宽调制器的输出端与所述第三开关器件的控制端、以及所述第六开关器件的控制端连接，所述第二反相器的输出端与所述第四开关器件的控制端、以及所述第五开关器件的控制端连接。在本公开实施例另一种可能的实现方式中，所述逆变电路包括第七开关器件和第八开关器件，所述第七开关器件的第一端与所述直流母线的正极连接，所述第八开关器件的第二端与所述直流母线的负极连接，所述第七开关器件的第二端与三相交流端口通过耦合电感连接。可选地，所述逆变电路还包括第七二极管和第八二极管，所述第七二极管的正极与所述第七开关器件的第二端连接，所述第七二极管的负极与所述第七开关器件的第一端连接，所述第八二极管的正极与所述第八开关器件的第二端连接，所述第八二极管的负极与所述第八开关器件的第二端连接。可选地，所述单相逆变器模块的数量为三个，三个所述单相逆变器模块分别与所述三相交流端口的三个端口连接。进一步地，三个所述单相逆变器模块的谐波电流控制电路为同一个。进一步地，同一个所述单相逆变器模块中逆变电路、谐波电流抑制电路和谐波电流控制电路集成在一起。第二方面，本公开实施例提供了一种能量路由器，所述能量路由器包括如第一方面提供的交流端口。本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过将谐波电流控制电路的输入电流、以及输入电流中的谐波电流分别输入减法器进行比较，利用比例积分控制器对比较结果进行比例积分，并将比例积分结果输入第一正弦脉宽调制器，即可输出相应的控制信号。基于正弦脉宽调制原理，第一开关器件和第二开关器件在该控制信号的作用下，可以得到想要的谐波电流，相当于将输入电流中的谐波电流引入第一开关器件和第二开关器件所在的支路，进而由谐波电流抑制电路中的电感和电容组成滤波器进行处理，从而有效抑制负载产生的电流谐波，避免电流谐波进入直流母线影响到其它负载。由于第一开关器件、第二开关器件、电感和电容组成的谐波电流抑制电路是对单向逆变器模块的输入电流中的谐波电流进行针对性处理，因此可以达到良好的滤波效果。附图说明为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本公开实施例提供的一种能量路由器的交流端口的结构示意图；图2是本公开实施例提供的谐波电流控制电路的结构示意图；图3是本公开实施例提供的逆变控制电路的结构示意图；图4是本公开实施例提供的逆变电路的结构示意图。具体实施方式为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。本公开实施例提供了一种能量路由器的交流端口。图1为本公开实施例提供的一种能量路由器的交流端口的结构示意图。参见图1，交流端口包括单相逆变器模块10，单相逆变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能量路由器的交流端口，其特征在于，所述交流端口包括单相逆变器模块(10)，所述单相逆变器模块(10)包括逆变电路(11)、谐波电流抑制电路(12)和谐波电流控制电路(13)；所述逆变电路(11)的输入端与直流母线(20)连接，所述逆变电路(11)的输出端与三相交流端口(30)连接；所述谐波电流抑制电路(12)包括第一开关器件S1、第二开关器件S2、电感L和电容C，所述第一开关器件S1的第一端与所述直流母线(20)的正极连接，所述第一开关器件S1的第二端与所述第二开关器件S2的第一端连接，所述第二开关器件S2的第二端与所述直流母线(20)的负极连接，所述电感L的第一端与所述第一开关器件S1的第二端连接，所述电感L的第二端与所述电容C的第一端连接，所述电容C的第二端与所述第二开关器件S2的第二端连接；所述谐波电流控制电路(13)包括依次连接的第一减法器(131)、第一比例积分控制器(132)、第一正弦脉宽调制器(133)和第一反相器(134)，所述第一减法(131)的两个输入端分别接入所述谐波电流抑制电路(12)的输入电流、以及所述谐波电流抑制电路(12)的输入电流中的谐波电流，所述第一正弦脉宽调制器(133)的输出端与所述第一开关器件S1的控制端连接，所述第一反相器(134)的输出端与所述第二开关器件S2的控制端连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种能量路由器的交流端口，其特征在于，所述交流端口包括单相逆变器模块(10)，所述单相逆变器模块(10)包括逆变电路(11)、谐波电流抑制电路(12)和谐波电流控制电路(13)；所述逆变电路(11)的输入端与直流母线(20)连接，所述逆变电路(11)的输出端与三相交流端口(30)连接；所述谐波电流抑制电路(12)包括第一开关器件S1、第二开关器件S2、电感L和电容C，所述第一开关器件S1的第一端与所述直流母线(20)的正极连接，所述第一开关器件S1的第二端与所述第二开关器件S2的第一端连接，所述第二开关器件S2的第二端与所述直流母线(20)的负极连接，所述电感L的第一端与所述第一开关器件S1的第二端连接，所述电感L的第二端与所述电容C的第一端连接，所述电容C的第二端与所述第二开关器件S2的第二端连接；所述谐波电流控制电路(13)包括依次连接的第一减法器(131)、第一比例积分控制器(132)、第一正弦脉宽调制器(133)和第一反相器(134)，所述第一减法(131)的两个输入端分别接入所述谐波电流抑制电路(12)的输入电流、以及所述谐波电流抑制电路(12)的输入电流中的谐波电流，所述第一正弦脉宽调制器(133)的输出端与所述第一开关器件S1的控制端连接，所述第一反相器(134)的输出端与所述第二开关器件S2的控制端连接。


2.根据权利要求1所述的交流端口，其特征在于，所述逆变电路(11)包括第三开关器件S3、第四开关器件S4、第五开关器件S5和第六开关器件S6，所述第三开关器件S3的第一端和所述第五开关器件S5的第一端与所述直流母线(20)的正极连接，所述第四开关器件S4的第二端和所述第六开关器件S6的第二端与所述直流母线(20)的负极连接，所述第三开关器件S3的第二端与所述第四开关器件S4的第一端连接，所述第五开关器件S5的第二端与所述第六开关器件S6的第一端连接，所述第三开关器件S3的第二端和所述第五开关器件S5的第二端与所述三相交流端口(30)通过耦合电感连接。


3.根据权利要求2所述的交流端口，其特征在于，所述逆变电路(11)还包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4，所述第一二极管D1的正极与所述第三开关器件S3的第二端连接，所述第一二极管D1的负极与所述第三开关器件S3的第一端连接，所述第二二极管D2的正极与所述第四开关器件S4的第二端连接，所述第二二极管D2的负极与所述第四开关器件S4的第二端连接，所述第三二极管D3的正...

【专利技术属性】
技术研发人员：马思源，汪宇，宋超，程磊，龙根，李纵，熊桥坡，罗成，杨淼，邓珊，
申请(专利权)人：武汉船舶通信研究所中国船舶重工集团公司第七二二研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42